高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体学案设计

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[课标要求目标]1.能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中构成微粒及微粒间作用，并解释金属的物理性质。2.能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对离子晶体性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异。3.通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质。
[重点难点]金属晶体与离子晶体的结构与性质
[教学过程]
一、金属键与金属晶体
1．金属键
(1)概念：“电子气理论”把金属键描述为金属原子脱落下来的______形成遍布整块晶体的“______”，被所有原子所共用，从而把所有的____________维系在一起。
(2)成键粒子是____________和____________。
(3)金属键的强弱和对金属性质的影响
①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。原子半径越______、价电子数越______，金属键越弱；反之，金属键越强。
②金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。如：熔点最高的金属是______，硬度最大的金属是______。
特别提醒 金属键没有方向性和饱和性。
2．金属晶体
(1)在金属晶体中，原子间以______相结合。
(2)金属晶体的性质：优良的______、______和______。
(1)金属在常温下都是晶体( )
(2)金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用( )
(3)金属晶体在外力作用下，各层之间发生相对滑动，金属键被破坏( )
(4)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高，分子晶体的熔点一定比金属晶体的低( )
(5)金属晶体除了纯金属还有大量的合金( )
(6)有机高分子化合物一定不能导电( )
(7)金属的电导率随温度的升高而降低( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√
1．试用“电子气理论”解释为什么金属具有良好的①延展性、②导电性、③导热性。
①当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但原来的排列方式不变，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，并且电子气没有破坏，所以金属有良好的延展性。
②金属晶体中的自由电子在电场中定向移动而形成电流，呈现良好的导电性。
③电子气中的自由电子在运动时频繁与金属原子碰撞，从而引起能量传递，呈现良好的导热性。
2．试用金属键解释Na、Mg、Al的熔点逐渐升高的原因。
Na、Mg、Al的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，熔点逐渐升高。
二、离子晶体
1．离子键及其影响因素
(1)概念：阴、阳离子之间通过____________形成的化学键。
(2)影响因素：离子所带电荷数______，离子半径______，离子键越强。
特别提醒 离子键没有方向性和饱和性。
2．离子晶体及其物理性质
(1)概念：由______和______相互作用而形成的晶体。
(2)离子晶体的性质
①熔、沸点较高，硬度较大。
②离子晶体不导电，但______或______后能导电。
③大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。
3．常见离子晶体的结构
(1)NaCl晶胞：每个Na＋周围距离最近的Cl－有____个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，每个Cl－周围距离最近的Na＋有___个，构成正八面体，由此可推知晶体的化学式为NaCl。回答下列问题：
①每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是___个。
②每个晶胞中实际拥有的Na＋数是___个，Cl－数是___个。
③若晶胞参数为a pm，则氯化钠晶体的密度为eq \f(234,NA·a3×10－30) g·cm－3。
(2)CsCl晶胞：每个Cs＋周围距离最近的Cl－有___个，每个Cl－周围距离最近的Cs＋有 ___个，它们均构成正六面体，由此可推知晶体的化学式为CsCl。回答下列问题：
①每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有 ___个，构成______。
②每个晶胞中实际拥有的Cs＋有___个，Cl－有 ___个。
③若晶胞参数为a pm，则氯化铯晶体的密度为eq \f(168.5,NA·a3×10－30) g·cm－3。
(1)离子晶体中一定含有金属元素( )
(2)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体( )
(3)有些离子晶体中除含离子键外还存在共价键( )
(4)离子晶体的熔点一定低于共价晶体的熔点( )
(5)离子晶体受热熔化，破坏化学键，吸收能量，属于化学变化( )
(6)某些离子晶体受热失去结晶水，属于物理变化( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×
[教学后记]
第三章 晶体的结构与性质
第三节 金属晶体与离子晶体（第2课时）
[课标要求目标] 1.从化学键变化上认识过渡晶体，理解纯粹的典型晶体在自然界中是不多的。2.从结构和性质上认识典型的混合型晶体——石墨。
[重点难点]石墨晶体的结构与性质
[教学过程]
一、过渡晶体与混合型晶体
1．过渡晶体
(1)四类典型晶体是_________、_________、_________、_________。
(2)离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的百分数。离子键成分的百分数大，作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。
(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七种氧化物中从左到右，离子键成分的百分数越来越___，其中作为离子晶体处理的是__________；作为共价晶体处理的是________；作为分子晶体处理的是_________。
2．混合型晶体——石墨
(1)结构特点——层状结构
①同层内，碳原子采用______杂化，以______相结合形成____________结构。所有碳原子的p轨道平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。
②层与层之间以____________相结合。
(2)晶体类型
石墨晶体中，既有_________，又有_________和_________，属于____________。
(3)物理性质：①导电性，②导热性，③润滑性。
二、晶体类型的比较
1．四种晶体的比较
2.晶体类型的判断方法
(1)依据组成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断
(2)依据物质的分类判断
①活泼金属的______(如Na2O、MgO等)、强碱[和绝大多数的______是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、_________、____________(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等；常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等。
④金属单质(除汞外)与_________均属于金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断：离子晶体的熔点较高，常在数百至几千摄氏度；共价晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度；分子晶体的熔点较低；金属晶体多数熔点高，但也有低的。
(4)依据导电性判断：离子晶体在水溶液中和熔融状态下都导电；共价晶体一般为非导体，但晶体硅能导电；分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子，也能导电；金属晶体是电的良导体。
(5)依据硬度和机械性能判断：离子晶体硬度较大或略硬而脆；共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。

比较不同晶体熔、沸点的基本思路
首先看物质的状态，一般情况下是固体>液体>气体；再看物质所属类型，一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅)，结构类型相同时再根据相应规律进行判断。同类晶体熔、沸点比较思路：共价晶体→共价键键能→键长→原子半径；分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径；金属晶体→金属键→金属阳离子所带电荷、金属阳离子半径。
[教学后记]
晶体
分子晶体
离子晶体
金属晶体
共价晶体
构成微粒
分子
阴、阳离子
金属离子、自由电子
原子
微粒间作用力
范德华力(少数有氢键)
离子键
金属键
共价键
性质
熔、沸点
较低
较高
一般较高
很高
硬度
小
略硬而脆
一般较大
很大
溶解性
相似相溶
多数溶于水
不溶，有些与水反应
不溶
机械加工性能
不良
不良
良好
不良
导电性
固态、液态均不导电，部分溶于水时导电
固态不导电，熔融导电，能溶于水时导电
固态、熔融态时导电
大部分固态、熔融时都不导电
作用力大小规律
组成和结构相似的分子，相对分子质量大的范德华力大
离子所带电荷数多、半径小的离子键强
金属原子的价电子数多、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强
共价键键长短(电子云重叠多)、原子半径小的共价键稳定